Un team di ricercatori giapponese ha realizzato un sensore per pannolini che monitora i livelli di zucchero nelle urine. Il monitoraggio di questi livelli, infatti, è molto importante nel corso delle prime fasi del diabete e dunque questa invenzione sembra una soluzione abbastanza interessante.[1] I ricercatori dell’Università delle Scienze di Tokyo descrivono il nuovo sensore in uno studio pubblicato su ACS Sensors.[2]
Analizzare livelli di zucchero presenti nelle urine
Il diabete è una malattia relativamente comune e per prevenirne il peggioramento è fondamentale monitorare i livelli di zucchero nel sangue. Per farlo è possibile analizzare livelli di zucchero presenti nelle urine che forniscono, anche se in maniera indiretta ma comunque abbastanza precisa, informazioni sul livello di zucchero nel sangue. I livelli di zucchero nelle urine possono essere usati come biomarcatori alternativi e così facendo è possibile evitare di prelevare sangue costantemente, cosa che, nel caso dei bambini più piccoli, può diventare problematico.
Biosensore è autoalimentato
Il biosensore è autoalimentato e funziona come funzionano i più comuni sensori di lattato alimentati dal sudore. Grazie ad un processo elettrochimico, il sensore genererà infatti di un quantitativo di elettricità sufficiente dall’urina per autoalimentarsi.
Il sensore è fatto da una cella a biocombustibile basata sulla carta che, tramite reazioni di riduzione-ossidazione, sviluppa energia elettrica in maniera proporzionale alla quantità di glucosio presente nelle urine. Il sensore si serve di un anodo speciale che, tramite un fenomeno conosciuto come polimerizzazione a innesto, ancora in maniera salda degli enzimi reattivi al glucosio e delle molecole mediatrici ad uno strato di carbonio poroso che fa da conduttore di base.
Il risultato? La cella a biocombustibile può rilevare lo zucchero nelle urine in tempi brevissimi, entro un secondo.
Utilizzabile anche per rilevare presenza di urina nei pannolini a distanza
Come spiega Isao Shitanda, professore associato della suddetta università di Tokyo ed uno dei ricercatori che ha guidato il team di studio, questo sensore, oltre a misurare i livelli di glucosio, può essere utilizzato anche per controllare la presenza di urina nel pannolino a distanza. Prendete per esempio i reparti di maternità o di pediatria degli ospedali dove possono essere presenti centinaia di bambini i cui pannolini vanno cambiati periodicamente: un dispositivo del genere monitorerebbe i pannolini in cui è presente urina e ciò faciliterebbe di molto il compito degli operatori sanitari. Inoltre i risultati di questo studio e la composizione dello stesso sensore, come spiega ancora Shitanda, potrebbero portare alla creazione di biosensori indossabili autoalimentati, che potrebbero servire anche per altri scopi, più efficienti.
Note e approfondimenti
- Media | Tokyo University of Science (IA)
- Self-Powered Diaper Sensor with Wireless Transmitter Powered by Paper-Based Biofuel Cell with Urine Glucose as Fuel | ACS Sensors (IA) (DOI: 10.1021/acssensors.1c01266)
